Защита от отключения электроэнергии через обход волокна против защиты кольца ERPS

Понимание различий, вариантов использования и почему промышленные сети нуждаются в обоих

Внутри.промышленные сети Ethernet, высокая доступность не является необязательной особенностью, а фундаментальным требованием к конструкции.

Нестабильность энергоснабжения, суровые условия и длительная безнадзорная эксплуатация делают устойчивость сети главным приоритетом в таких секторах, как энергетические коммунальные услуги, железнодорожный транзит, нефть и газ, производство,и интеллектуальные транспортные системы (ITS).

Два механизма защиты часто упоминаются вместе в проектах промышленных сетей:Защита от отключения питания через обход волокониERPS (Ethernet Ring Protection Switching, ITU-T G.8032) - система защиты кольца через Ethernet..

Хотя оба направлены на улучшение надежности сети, они работают на совершенно разных уровнях, решают разные проблемы и часто неправильно понимаются как взаимозаменяемые.

В этой статье объясняется, что на самом деле делают Fiber Bypass и ERPS, чем они отличаются, и почему для создания сетей промышленного класса часто требуется и то и другое.

1Что такое защита от отключения питания через обход волокна?

Выключатель обхода волоконзащита - это аппаратный механизм, предназначенный для обеспечения непрерывности оптической связи, когда сетевое устройство теряет питание или выходит из строя.

1.1 Проблема, которую она решает

Во многих промышленных применениях такие устройства, как:

• Промышленные коммутаторы Ethernet
• Брандмауэры или шлюзы безопасности
• Системы обнаружения вторжений (IDS)

устанавливаются в линейке на волоконно-волоконных связях.

При нормальных условиях оптические сигналы проходят через устройстваоптические приемопередатчики.

Однако, если устройство:

• Потеря мощности
• Опыт сбоя оборудования
• Сбой или отключение на уровне процессора

оптический путь физически нарушен, что приводит к полному отключению связи.

Фиберный обход решает этот сценарий: Неисправность устройства не должна нарушать физическую волоконную связь.

1.2 Как работает обход волокна

Волоконно-оптический обход работает на слое 0 / слое 1 (физический слой), независимо от любого программного обеспечения или протокола.

При включении устройства:

Оптические сигналы проходят через устройство нормально.

Когда электричество теряется:

А.механический оптический переключательили реле (обычно пассивное)

Автоматически соединяет входящие и исходящие пары волокон напрямую.

Это создает физическую оптическую петлю, позволяющую свету проходить, даже если устройство полностью отключено.

Ключевые характеристики:

• Нет участия процессора
• Не требуется конфигурация
• Нет зависимости от протокола
• Немедленная активация при потере питания (миллисекунды)

Fiber Bypass часто описывается как "защита аппаратного обеспечения последнего ряда".

1.3 Ключевые характеристики обхода волокон

Работает на физическом уровне (L0/L1)

Работает даже при полном выключении устройства

Защищает от сбоев на уровне устройства

Не выполняет выбор пути или управление топологией

Не предотвращает Ethernet-шлюзы

2. Что такое ERPS (Ethernet Ring Protection Switching)?

ERPS - это протокол уровня 2, определенный ITU-T G.8032, предназначенный для защиты топологий Ethernet-косяков от сбоев ссылок при предотвращении вещательных штормов.

2.1 Проблема, которую она решает

Ethernet-кольца обеспечивают естественную избыточность, но они также создают петли.

• Бури в эфире
• Нестабильность таблицы MAC
• Крах сети
• ERPS позволяет сетям Ethernet безопасно использовать кольцевые топологии путем:
• Блокировка одной ссылки в обычных условиях
• Быстрое переключение маршрутов при сбое

2.2 Как работает ERPS

В кольце ERPS: одна ссылка логически заблокирована для предотвращения циклов, cСообщения ontrol контролируют состояние ссылки

При обнаружении сбоя связи: Блокированный порт разблокирован, tтрафик перенаправляется по альтернативному пути

Типичное время сближения:Я...более 50 мс, в зависимости от реализации и размера кольца.

ERPS основывается на:

• Активное оборудование переключения
• Операционный процессор и прошивка
• Правильная конфигурация протокола

2.3 Основные характеристики ERPS

Работает на 2 слое

Требует включенных, работающих устройств

Защищает от сбоев соединения, а не от потери питания устройства

Обеспечивает быструю конвергенцию

Предотвращает эфирные петли и вещательные бури

3Основные различия на первый взгляд

4Критическое заблуждение

Распространенное заблуждение в области промышленной сети: ERPS может справиться с отказом от питания устройства.

Это неправильно.

Еслипереключатель волокнав кольце ERPS теряет мощность: iТс оптические порты теряют свет

Физическое кольцо волокон сломано.,ERPS не может обмениваться сообщениями управления

В этом случае ERPS не может восстановить связь, потому что физическая связь больше не существует.

5Почему обход волокон и ERPS дополняют друг друга?

Устойчивый дизайн промышленной сети рассматривает Fiber Bypass и ERPS как дополняющие друг друга, а не конкурирующие технологии.

Файбер-байпас обеспечивает, что tФизическое кольцо остается неповрежденным во время отключения питания устройства.

ERPS обеспечиваетКонвергенция топологии и бесцепочное перенаправление.

При совместном применении:

Устройство теряет питание,fМодуль обхода Иберподдерживает оптическую непрерывность

ERPS обнаруживает изменение топологиииДвижение перенаправлено правильно

Этот многоуровневый подход к защите обеспечивает как физическую непрерывность, так и логическую стабильность.

6Типичные случаи промышленного использования

Фибробайпас необходим, когда:

Устройства развертываются в линейке на критических волоконных путях

Ожидается нестабильность электроэнергии.

Устройства безопасности не должны становиться единственными точками сбоя

ERPS необходим, когда:

Ethernet-кольца используются для избыточности

Необходимо быстро восстановиться после повреждения волокон

Стабильность второго слоя критична.

Лучшая практика: Промышленный классСети используют Fiber Bypass для защиты от сбоев на аппаратном уровне и ERPS для самовосстановления на уровне протокола.

7Заключение инженерного уровня

Защита от отключения питания через обход волокон и защита кольца ERPS выполняют принципиально разные функции:

Fiber Bypass защищает сеть от мертвых устройств

ERPS защищает сеть от неисправностей

Один гарантирует, что свет продолжает течь, когда аппаратное обеспечение отказывается; другой гарантирует, что трафик течет правильно, когда меняется топология.

Для критически важных промышленных сетей Ethernet выбор между ними не является дизайнерским решением.

Использовать оба.

8Что может предложить Оликом

В качествеПроизводитель OEM, Olycom поставляет высококачественные оптоволоконные обходные и ERPS-решения.

Мы интегрируем оптический обходный блок в управляемый коммутатор LAN, чтобы полностью выполнить задачи защиты.

Прошу вас!свяжитесь с намиЕсли у вас есть какие-либо проекты, мы здесь, чтобы помочь.